Anales de la Facultad de Medicina
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Copyright© 2000

ISSN 1025 - 5583
Vol. 61, Nº1 - 2000

 

Citoquinas

Son pequeñas moléculas (<30kDa), proteínas glicosiladas o no, secretadas por los linfocitos T colaboradores o por los macrófagos (aunque a veces son producidas por otros tipos de células, como por ejemplo, las células endoteliales). Existen alrededor de 30 citoquinas identificadas hasta la fecha (19) que actúan localmente con un efecto similar al de las hormonas, estimulando el sistema inmunitario.

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Fig. Nº 6.- Equilibrio Th1 - Th2 Fig. Nº 7.- Monómetro de la interleuquina 10 (IL-10) humana (en estado nativo es un dímero).

 

Este papel de "mensajeros" entre las diferentes células inmunitarias, puede ser clasificado en 2 grandes tipos (20): Th1 (mediado principalmente por IL-2, IFNg , GM-CSF, LTa) y Th2 (mediado básicamente por IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-13) (Figuras Nº. 6 y 7). Las primeras (Th1) serían responsables de la hipersensibilidad de tipo retardado o DTH (siglas del inglés: "Delayed Type Hyperresponsiveness") y de la inmunidad a mediación celular, y las segundas (Th2) de la respuesta humoral (producción de anticuerpos). La respuesta Th1 estaría también implicada en las infecciones intracelulares (p.ej. virales), mientras que las respuestas Th2 intervendrían ante una infección por bacterias de vida libre y por helmintos. También es importante de señalar la existencia del fenómeno de "regulación cruzada" de estas 2 sub-poblaciones: cuando hay una estimulación de células Th1 se produce una inhibición de las células Th2 (y viceversa)(20). Igualmente, cuando la síntesis de anticuerpos está aumentada, la DTH es suprimida (Figuras Nº. 8 y 9).

Fig. Nº 8.- Predominancia de la población Th1 o Th2. Fig. Nº 9.- Regulación cruzada entre Th1 y Th2.

 

Macrófagos

Los macrófagos tisulares forman una red en varios órganos. Los receptores de manosa y fucosa, a nivel de monocitos/macrófagos humanos y murinos, pueden reconocer a los microorganismos que expresan estos azúcares. Los monocitos/macrófagos expresan otra molécula, el CD 14 (21), receptor de complejos formados por el LPS junto con su proteína de ligación (LBP) presente en el suero normal. El CD14 participa en la captura de bacterias gramnegativas. Existen 3 tipos de receptores Fc de IgG sobre los macrófagos murinos y humanos (22): el RFcg 1 (CD64), que tiene gran afinidad por las IgG; el receptor RFcg 2 (CD32), que es de afinidad intermedia y finalmente el receptor RFcgIII (CD 16), que presenta una afinidad muy pobre. Estos receptores ejercen probablemente diferentes funciones en la opsonisación, fagocitosis y citotoxicidad. Los receptores de C3b (CR1, CD35) participan en la fijación de bacterias opsonisadas. Otras moléculas implicadas en la adherencia son el receptor de C3bi (CR3, CD11b, MAC-1) presente en la superficie de macrófagos activados y las integrinas LFA-1 (CD11) y p 150/95 (CR4). Los antígenos de clase II del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) están presentes en la superficie de algunos monocitos/macrófagos, donde juegan un papel importante en la presentación del antígeno a los linfocitos T. Algunos macrófagos expresan un receptor de IgE de débil afinidad (RFceII, CD23). Además de estas moléculas, los monocitos y los macrófagos tienen igualmente receptores para las citoquinas como la IL4, el IFNg y el MIR Por su intermedio, puede producirse una estimulación por las citoquinas producidas por los linfocitos T. Los monocitos/macrófagos producen también la IL-1, el TNFa , las prostaglandinas y diferentes componentes del Complemento.

Células Dendríticas

Se trata de células especializadas en el procesamiento y presentación de los antígenos (23). Su paso del estado inmaduro al maduro es provocado por el LPS, el TNFa , el CD40 "ligand", la IL-1B y también por el MCM ("Monocyte Conditioned Medium") compuesto por IL-1, IL-6, TNF y PGE2. Su crecimiento, activación y maduración son estimulados por las moléculas de ADN que contienen dinucleótidos CpG no metilados. A continuación, las principales características de estas células según su estado de maduración (24):

Células Dendríticas Inmaduras:

  • Actividad endocítica fuerte.
  • Síntesis de moléculas CMHI/II débil.
  • CMH I/II citoplásmicas.
  • Vida media de moléculas CMH II < 10 horas.
  • Co-estimulación T débil.

Células Dendríticas Maduras:

  • Actividad endocítica débil.
  • Síntesis de moléculas de CMH I/II débil.
  • CMH I/II exclusivamente en la superficie celular.
  • Vida media de moléculas CMH II > 50 horas.

Co-estimulación T fuerte.

Estas células sirven de enlace entre la inmunidad innata y la inmunidad adquirida.

Neutrófilos

Estas células constituyen el 90% de los polimorfonucleares circulantes y tienen un diámetro de l0 a 20 m m (25). Presentan 2 tipos principales de gránulos: los azurófilos primarios (lisosomas) que contienen hidrolasas ácidas, mieloperoxidasa y muramidasa (lisosima), y los gránulos secundarios o gránulos específicos que contienen lactoferrina además de lisosima. Los microorganismos ingeridos son incluidos en vacuolas, los fagosomas, que se fusionan con los lisosomas y forman el fagolisosoma. La liberación de gránulos y de sustancias citotóxicas en el medio extracelular puede igualmente ser inducida por complejos Ag-Ac por intermediación de los receptores Fc.

Células "Asesinas"

La células "asesinas" (o NK, "Natural Killers") representan hasta 15% de los linfocitos de la sangre y pueden ser definidas por la ausencia del receptor de antígeno (26), sea éste TcR ("T cell receptor": Receptor de linfocitos T, se trata de 2 cadenas proteicas que participan en el reconocimiento del antígeno por parte del linfocito T cuando éste les es "presentado" por las moléculas HLA de clase I o II o por las moléculas CD1) o BcR ("B cell Receptor": Inmunoglobulina, generalmente de clase M de la superficie del linfocito B, que funciona como receptor del antígeno). Ambos reconocimientos activan los linfocitos y éstos luego proliferan clonalmente. La mayor parte de los antígenos de superficie de las células NK se encuentran en la superficie de linfocitos de la línea T o de la línea mielomonocitaria. Un reactivo muy utilizado en la identificación de células NK es el AcM CD 16. La molécula CD 16 (o receptor Fcg RIII) está implicada en la activación de células NK.

b) Inmunidad Adquirida (gran especificidad y memoria).

La inmunidad adaptativa o adquirida posee características propias: especificidad de su respuesta y memorización de la misma (27) . Esto es posible gracias a un mecanismo de reconocimiento del Ag (ver más abajo) que interviene durante las primeras etapas de la interacción entre el hospedero y el agente infeccioso. Dos tipos de componentes son esenciales: los linfocitos y las inmuglobulinas.

Linfocitos T y B

La célula clave del sistema inmunitario es el linfocito. En el caso del hombre adulto, se estima en 1012 el número de linfocitos (28) . Ellos derivan de células "madres" o "totipotenciales" de la médula ósea y que constituyen, en función de su diferenciación, 2 tipos de poblaciones. Hay unos que adquieren sus características en la misma médula (linfocitos B), mientras que los otros resultan de una migración de precursores a través del timo (linfocitos T). Médula ósea y timo constituyen los órganos linfoides primarios, en oposición a los órganos linfoides secundarios (bazo y ganglios linfáticos). Es hacia estos últimos que migran los linfocitos y son los lugares donde se desarrollan las reacciones inmunitarias ante la ocasión de las confrontaciones con los antígenos extranjeros. Los 2 tipos de linfocitos ejercen su función de reconocimiento por intermedio de moléculas especializadas: las inmunoglobulinas o anticuerpos en el caso de los linfocitos B, los receptores T en el caso de los linfocitos T (Figura Nº. 10).

Fig. Nº 10.- Expresión de receptores de superficie de células del sistema inmunitario.

 

Anticuerpos

Se trata de inmunoglobulinas sintetizadas por los linfocitos B en el curso del proceso de maduración clonal que sigue a la interacción del BcR con una región dada del antígeno (epitope) (26). La calidad de las inmunoglobulinas varía en función del periodo de respuesta. Clásicamente, se distingue la "respuesta primaria" de la "respuesta secundaria". La primera es de duración corta, poco o no memorizada, de isotipo IgM; la segunda es más larga, induce células de memoria y la conmutación isotípica que permite la formación de las IgG (29).


II. INTERACCIONES HOSPEDERO - PARÁSITO

a) Favorables a la sobrevida del parásito,

Los mecanismos de sobrevivencia de los parásitos dependen de su biotopo en el humano. Ellos se orientan a evitar inducir respuestas inmunitarias capaces de rechazarlos, a inactivar los efectores de la inmunidad innata y adquirida, o a perturbar el desarrollo de algunas modalidades de respuesta de los linfocitos T específicos.

Lisis u opsonisación a través de la vía alterna del Complemento

Los estados parasitarios extracelulares que viven en el hospedero vertebrado son resistentes a la acción lítica del Complemento (30). Esto supone una adaptación previa de la forma infecciosa previniendo su activación o la interferencia de moléculas parasitarias en la vía alterna. Un ejemplo de superficie no activadora está representado por las formas taquizoíto del Toxoplasma gondii, en el cual la pared es pobre en proteínas o polisacáridos. La disociación de las C3 convertasas se debe, en el caso de T Cruz¡, a la neosíntesis de una glicoproteína de 87-93 kDa que tiene 50% de homología con el factor que retarda el crecimiento (DAF, "Decrease Acelerator Factor") de los mamíferos. Las formas larvarias (schistosomulas) de S. mansoni se benefician de una protección análoga, pero por captación de las moléculas de DAF de su huésped o por clivaje de C3 por las proteasas parasitarias.

Resistencia anti-radicalaria

Las leishmanias poseen glicoproteínas de superficie que aseguran su penetración en el macrófago por intermedio de receptores del complemento, sin estimular la "explosión" oxidativa. Esto es posible gracias a los mencionados receptores: las formas virulentas se recubren de C3b (L. major) o de C3b inactivo (L. donovani), lo cual permite la implicación de receptores CR1 o CR3 de los macrófagos. La opsonisación vía el CR1, no estimula "explosión" oxidativa agresiva para el parásito, el cual utiliza en su beneficio un mecanismo de defensa del hospedero a fin de ganar su lugar de residencia (31). En el caso del CR3, ciertas moléculas de superficie del promastigote pueden servir directamente de ligantes: el LPG se liga al sitio lectínico del CR3 mientras que la gp 63 o el C3bi se ligan al sitio C3bi; la ocupación de 2 sitios del CR3 induce la ingesta en ausencia de "explosión" oxidativa, contrariamente a lo que se produce si uno solo de los 2 sitios está implicado. Una vez ingeridas las formas residentes de las leishmanias, reducen la citototoxicidad mediada por radicales por acción de sus enzimas y el LPG. Este último pasa por la proteinkinasa C (PKC) para inhibir la transcripción de señales de activación (32).

Toxoplasma y T cruz¡ resisten a la citotoxidad por radicales gracias a la tripanothiona, complejo de glutation y de espermidina.

En el caso de Plasmodium falciparum, sus estados sanguíneos poseen una enzima, la Superóxido Dismutasa (SOD), que es capaz de neutralizar, al menos parcialmente, el potencial tóxico del peróxido de hidrógeno (H2O2) y de otros radicales oxigenados (33).

Conmutación antigénica

La conmutación antigénica es definida como la aparición de variantes de un antígeno durante una infección y dentro de una población parasitaria clonal. Los tripanosomas africanos consagran 10% de su genoma a fin de poder conmutar la expresión de su glicoproteína de superficie (VSG), de la cual el 75% de aminoácidos puede variar y escapar así a los anticuerpos IgM que han sido inducidos por la variante precedente. En efecto, cada VSG resulta de la expresión conmutante (frecuencia 10-2) en un sitio telomérico de un gen pulsado en un repertorio estimado en alrededor de 1000 genes y pseudogenes reagrupados en familias. Más de 100 variantes pueden sucederse después de una infección monoclonal. Los plasmodios también pueden efectuar una conmutación antigénica. En este último caso, la variación antigénica (frecuencia de base de 2%) modifica las propiedades de citoadherencia de los glóbulos rojos infectados. El caso más conocido es el de los genes var que codifican las proteínas PfEMP (34) . El repertorio de los genes var difiere de una clona a otra. La variación es además gobernada por la respuesta inmunitaria específica: los antígenos variantes de los esquizontes no representan sino una pequeña fracción de las proteínas expresadas por el parásito y aparecen en secuencia durante la parasitemia, pero la transferencia hacia un huésped que ha desarrollado una respuesta de anticuerpos en relación a una variante implica la conmutación inmediata. De esta forma, mientras que el hospedero elabora una respuesta eficaz en relación a los antígenos del estado infeccioso (esporozoíto de Plasmodium, tripomastigotes metacíclicos de T cruzi, larvas L3 de filarias), el parásito se transforma a un estado antigénicamente diferente que no es reconocido por los efectores específicos del estado infeccioso, responsables del mantenimiento de la infección.

Alteración de la capacidad de respuesta del linfócito T

El ejemplo más característico es el de los tripanosomas: el co-cultivo de linfocitos humanos con T cruz¡ implica una supresión neta de respuestas proliferativas a las lectinas mitogénicas y a los anticuerpos anti-CD3 que no es restaurada por la adición de IL-2 (35). La inhibición de expresión del receptor de fuerte afinidad por la IL-2 compromete las cadenas a y b y se observa aun después de la separación de linfocitos y de tripanosomas por un inicrofiltro. Se puede así entender que la inmunosupresión que caracteriza la fase aguda de la enfermedad de Chagas, facilita la diseminación del parásito en el organismo antes de su "secuestro" tisular. Esta supresión es agravada por la posibilidad de infección de los linfocitos T CD4+ y T CD8+ por T cruz¡, implicando una destrucción secundaria por un mecanismo de citotoxicidad a mediación celular, dependiente de anticuerpos. En el caso de T brucei, también se bloquea la entrada en el ciclo celular de los linfocitos T cocultivados con el parásito. Un producto de secreción parasitaria induce la proliferación de los parásitos pero inhibe la de los linfocitos por intermedio de la inducción de la secreción de IFNg por las células CD8+.

Inducción de células supresivas

En el caso de la leishmaniasis cutánea, las variantes de L. aethiopica aisladas de pacientes afectados por la forma difusa de la leishmaniasis inducen una respuesta T supresiva, contrariamente a aquellos aislados de formas cutáneas localizadas (36). En el caso de la leishmaniasis visceral, se ha demostrado que una población de células CD45RO- (un fenotipo atribuido a los linfocitos T inductores de supresión) inhibe la producción de IL-2 estimulada por la presencia del antígeno.

Activación policlonal

Se encuentran repeticiones estructurales en las proteínas expresadas en diferentes estados de desarrollo y en diversas localizaciones de varios protozoarios (37). En el caso del P. falciparum, la CSP (CircumSporozoit Protein, Proteina circuinsporozoitaria), el RESA (Ring Erythrocitic Surface Antigen, Antígeno en anillo de la superficie del eritrocito) y antígenos solubles que son liberados durante la esquizogonia (se trata de un grupo de antigenos solubles, que se pueden detectar en el suero del paciente; "s" es un grupo de esos antígenos), entre otras proteínas plasmodiales, tienen secuencias repetidas, "cross-reactivas" e inmunodominantes. Las personas impaludes elaboran así una fuerte respuesta en anticuerpos en perjuicio del reconocimiento de epítopes menores no repetitivos. Se estima que este conjunto de epítopes "cross-reactivos" interfiere con la maduración de clonas linfocitarias B de fuerte afinidad, preservando una proporción anormal de clonas mutadas y directa o indirectamente por la vía de la regulación idiotipica, previene el desarrollo de clonas dirigidas hacia los epitopes "menores".

Perturbación a nivel de la presentación del Antígeno

La eficacia de las CPA ("células presentadoras del antígeno") puede ser alterada por diversos mecanismos. Durante el paludismo, los sistemas fagocitarios son fuertemente solicitados y se constata una reducción del potencial de captación de partículas y de presentación del antígeno por parte de los macrófagos (38). Observaciones análogas han sido hechas en la tripanosomiasis africana. En la leishmaniasis visceral provocada por L. donovani, se inhibe el aumento de la expresión de moléculas de clase II del CMH en respuesta a los interferones: la transcripción de ARN mensajero de las cadenas a y b está bloqueada o se acumulan mensajeros no traducidos en el macrófago.

En otros casos, es la producción de moléculas reguladoras la que está perturbada. La producción de IL- 1 está disminuida durante la infección por T cruz¡ o L. donovani (39), en este caso por un péptido inhibidor de la activación macrofágica. Los tripanosomas de la enfermedad del sueño inducen la producción de prostagladinas (PGE2) con efecto supresivo sobre la producción de IL-2 por los linfocitos T (que es restaurada en presencia de Indometacina) (40). El óxido nítrico (NO) producido por los fagocitos infectados, también ejerce un efecto inmunosupresor (41).

Polimorfismo antigénico y genético

Globalmente, el polimorfismo se presenta en los epitopes B (que presentan generalmente un cierto grado de reactividad cruzada) y sobre todo en los epitopes T. En el caso de Plasmodium, estos últimos corresponden por ejemplo a las regiones más variables del gen de la CSP (42). Junto a la inmuno-dominancia de los motivos repetitivos, este polimorfismo de los antígenos parasitarios puede explicar no solamente el carácter progresivo de la adquisición de la inmunidad, sino también el fracaso de los intentos de vacunación usando péptidos maláricos.

Inhibición a nivel del funcionamiento de la vacuola fagolisosomal

Los toxoplasmas inhiben la fusión entre los lisosomas y la vesícula parasitófora, descargando diversas organelas que permiten su penetración sin inducir la "explosión" oxidativa (43). El bloqueo de la fusión es, en ese caso, irreversible. T cruz¡ por el contrario, se evade hacia el citoplasma antes que la fusión fagosoma-lisosoma se produzca y a la vez segrega una perforina (TC-Tox) activa en medio ácido, homóloga al C9 de los mamíferos.

b) Desfavorables a la sobrevida del parásito

Control de la infección por los macrófagos activados

En el caso del ratón, los macrófagos tisulares maduros activados por citoquinas, principalmente el IFNg , se convierten en citotóxicos en relación a las schistosomulas, las larvas de Schistosoma (44). El estudio de la protección inducida in vivo por la inmunización, ha revelado una correlación con este efecto citotóxico in vitro y asigna el déficit de los ratones P susceptibles a un solo gen autosomal.

Citotoxicidad anticuerpo-dependiente mediada celularmente

En la bilharziosis experimental de la rata, los macrófagos activados por las citoquinas se muestran igualmente capaces de destruir las larvas de S. mansoni (45), pero lo esencial de las reacciones de citotoxicidad está ligado a la colaboración de anticuerpos anti-parásito y de células que expresan el receptor por el Fe adecuado.

El control de la infección por Toxoplasma o T cruzi implica también la acción de anticuerpos en colaboración con una célula "asesina" linfoide (célula K) o nolinfoide (macrófagos, neutrófilos, eosinófilos, plaquetas) (46). En el caso del hombre, si los linfocitos "asesinos" activados (LAK) pueden destruir al parásito, su "armamento" por anticuerpos amplía el efecto citotóxico. Una variante implica anticuerpos citofílicos (IgG1 e IgG3) en el paludismo humano: su fijación a los receptores Fcg de tipo I de los monocitos o macrófagos, inhibe el desarrollo ulterior de los plasmodios en el hematíe.

III. ASPECTOS GENÉTICOS Y GÉNOMICOS DE LA INTERACCION HOSPEDERO - PARÁSITO

Importancia de los programas "Genoma" en el caso de los parásitos

El conocimiento de la integralidad del genoma de diversas especies de microorganismos abre perspectivas inmensas en el dominio fundamental y aplicado. En el caso de los protozoarios, su genoma permaneció poco conocido a causa de la dificultad que suponía su análisis (47). En efecto, los cromosomas no se condensan en ningún momento del ciclo celular. Con la técnica de electroforesis en campo pulsado, los cromosomas han podido por primera vez ser visualizados y separados por orden de talla, permitiendo así los primeros análisis del cariotipo de estos organismos. Actualmente, se piensa ya en la etapa "postsecuencia" y el primer problema que debe ser abordado es el del estudio de los genes para los cuales ninguna función puede ser predicha con su sola secuencia. Ellos representan alrededor de 45% de los genes identificados (48).

Las consecuencias en el dominio del diagnóstico y de la terapéutica de estos programas no serán pocas, como no lo será tampoco el progreso que se obtendrá en las ciencias básicas (biología, bioquímica, etc.)

HLA y protección contra el paludismo

El estudio del paludismo por Plasmodium falciparum ha permitido establecer el papel motor de esta infección en relación a la frecuencia en ciertos países de Africa occidental de los alelos del CMH humano: el alelo HLA-Bw53, significativamente raro en las formas cerebrales del paludismo del niño, está sobre-expresado en las poblaciones impaludes del Africa. De la misma manera, el haplotipo DRB1*1302 DQB1*0501 está implicado en la resistencia a la anemia palúdica (49).

El gen Lsh en el caso de las leishmaniasis

El producto del locus Lsh corresponde al del gen Nramp-1. ("Natural resistance-associated macrophage protein", proteína de resistencia natural asociada al macrófago). El alelo "r" de este gen codifica una molécula transmembrana que aparentemente está presente en un compartimento subcelular (de tipo endosomal) de los macrófagos que son particularmente "buenos" respondedores a todas las señales de activación, entre ellas las del IFNg . Los individuos que expresan el alelo "r" presentarían las poblaciones de macrófagos que podrían responder ante señales de activación, entre ellas las emitidas por los linfocitos Th1 (IFNg , GM-CSF) (32). El gen humano Nramp-1 ha sido clonado, sólo lo expresarían los macrófagos, mas no los monocitos.

Esquistosomiasis y protección genética

Un gen codominante que controla la resistencia humana a la infección por S. mansoni ha sido puesto en evidencia por análisis de segregación (50).

CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS

1. Los parásitos han desarrollado sus propias estrategias de defensa contra el sistema inmunitario humano.

2. Esta huella de las funciones inmunitarias sobre la biología del parásito tiene como corolario la huella del parasitismo en la diversidad genética de sus hospederos.

3. Teniendo en cuenta la complejidad de mecanismos inmunitarios de defensa, de eficacia a menudo parcial e intrincados con componentes inmunopatogénicos, es comprensible que las vacunas antiparasitarias se hagan esperar, a pesar de los esfuerzos internacionales.

Puede encontrar más información sobre este tema en las siguientes direcciones de Internet:

* http://www.virolojzy.net (En inglés)

* http://www.brown.edu/Courses/Bio 160(En inglés)

* http://www.inonline.esm.com./freeedemo (En inglés)

* http://www.infobioaen.fr/services/deambulum/fr/cours (En francés)

"El mundo que se despliega hoy día a nuestro alrededor, es el resultado de una contingencia. Los hechos no tienen, a prior¡, ninguna razón inevitable deser como son. Ellos hubieran podido ser diferentes"

F. Jacob (Premio Nobel)

"Las enfermedades infecciosas representan hoy día cerca de 60% de la carga de morbilidad y de mortalidad en los países en desarrollo, mientras que en los países desarrollados las enfermedades no infecciosas constituyen el 85%"

"Le Monde", Jueves 25 de Noviembre de 1999

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